极耳、电芯、电池及制作该电芯的方法与流程

1.本技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种极耳、电芯、电池及制作该电芯的方法。


背景技术：

2.随着锂离子电池技术的迅速发展，锂离子电池在笔记本电脑、智能手机等便携式移动电子设备上的应用越来越广泛。锂离子电池的极耳包括金属带和覆盖在金属带上的绝缘胶。一方面，极耳加工为成品后，需经过长时间、长距离的搬运后，才进入铝塑膜熔融工序，这会导致绝缘胶表面有大量的氧化物及其他污染物，这些氧化物和污染物会导致绝缘胶与铝塑膜熔融时产生异物介质，从而导致熔融不良，降低了电池的安全性能。另一方面，在铝塑膜熔融工序中，绝缘胶易造成绝缘胶探出不良以及极耳偏位不良，降低了电池的安全性能。
3.综上，现有技术中由于极耳中绝缘胶的存在，降低了电池的安全性能。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种极耳、电芯、电池及制作该电芯的方法，解决了由于极耳中绝缘胶的存在，降低了电池的安全性能的问题。
5.为达到上述目的，第一方面，本技术实施例提供一种极耳，包括金属带，所述金属带的第一表面区域设有第一氧化层，所述第一氧化层包括多个微孔，所述微孔的孔径的取值范围为50纳米至50微米。
6.可选地，所述第一表面区域在所述金属带长度方向上的取值范围为0.1mm至10mm。
7.可选地，所述第一表面区域在所述金属带宽度方向上的宽度与所述金属带的宽度相同。
8.第二方面，本技术实施例提供一种电芯，包括封装层和如第一方面所述的极耳，所述封装层的封口区域与所述金属带的第一表面区域重合，所述第一表面区域的第一氧化层上设有保护层，所述保护层包括所述封装层的熔融物。
9.第三方面，本技术实施例提供一种电池，包括如第二方面所述的电芯。
10.第四方面，本技术实施例提供一种制作如第二方面所述的电芯的方法，包括：
11.获取金属带，并对所述金属带的第一表面区域进行钝化处理，使得所述第一表面区域覆盖有第一氧化层，所述第一氧化层包括多个微孔，所述微孔的孔径的取值范围为50纳米至50微米；
12.将所述钝化处理后的金属带焊接于集流体上；
13.将焊接于集流体上的金属带加热至预设温度；
14.通过封头将封装层的封口区域与所述第一表面区域压合，获得所述电芯。
15.可选地，所述获取金属带，并对所述金属带的第一表面区域进行钝化处理之前，所述方法还包括：
16.通过超声技术或者摩擦技术，去除所述金属带表面的有机物和第二氧化层，所述第二氧化层为所述金属带在空气中自然形成的氧化层。
17.可选地，所述预设温度的取值范围为110度至200度。
18.可选地，所述封头为平封头。
19.可选地，所述通过封头将封装层的封口区域与所述第一表面区域压合，包括：
20.通过封头将封装层的封口区域与所述第一表面区域压合，使得在所述封口区域与所述第一表面区域之间形成氢键；
21.在所述封装层熔融在所述金属带的第一氧化层表面的情况下，停止压合。
22.本技术实施例中，极耳包括金属带，金属带的第一表面区域设有第一氧化层，第一氧化层包括多个微孔，微孔的孔径的取值范围为50纳米至50微米。通过在极耳的第一表面区域设有包括多个微孔的第一氧化层，从而可无需在金属带上覆盖绝缘胶，这样，通过不在极耳上覆盖绝缘胶，提高了电池的安全性能。
附图说明
23.为了更清楚的说明本技术实施例中的技术方案，现对说明书附图作如下说明，显而易见地，下述附图仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据所列附图获得其他附图。
24.图1是本技术实施例提供的极耳的结构示意图之一；
25.图2是本技术实施例提供的极耳的结构示意图之二；
26.图3是本技术实施例提供制作本技术实施例提供的电芯的方法的流程示意图；
27.图4是本技术实施例提供的电芯在制作过程中的结构示意图；
28.图5是本技术实施例提供电池的加工设备的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本技术中的实施例的基础上，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.参见图1、图2和图4，本技术实施例提供一种极耳，包括金属带1，所述金属带1的第一表面区域设有第一氧化层2，所述第一氧化层2包括多个微孔，所述微孔的孔径的取值范围为50纳米至50微米。
31.具体的，上述极耳可以为正极极耳，也可以为负极极耳。在极耳为正极极耳的情况下，金属带1的材质可以为铝；在极耳为负极极耳的情况下，金属带1的材质可以为镍或者铜镀镍。金属带1的形状不作限定，如，金属带1的形状可以为长方形。
32.通过使第一氧化层2包括多个孔径的取值范围为50纳米至50微米的微孔，可以为异质界面提供更多接触点，从而提高粘结强度。在铝塑膜熔融工序中，可使铝塑膜更好的熔融覆盖在第一氧化层2上。
33.本技术实施例中，极耳包括金属带1，金属带1的第一表面区域设有第一氧化层2，第一氧化层2包括多个微孔，微孔的孔径的取值范围为50纳米至50微米。通过在极耳的第一
表面区域设有包括多个微孔的第一氧化层2，从而可无需在金属带1上覆盖绝缘胶，这样，通过不在极耳上覆盖绝缘胶，提高了电池的安全性能。
34.可选地，所述第一表面区域在所述金属带1长度方向上的取值范围为0.1mm至10mm。具体实现时，第一表面区域在金属带1长度方向的取值可以为0.1mm、1.2mm、2mm、3.4mm、4.8mm、5.1mm、6.2mm、7mm、8.5mm、9.1mm、10mm。通过上述限定，可使铝塑膜在铝塑膜熔融工序中更好的熔融覆盖在第一氧化层2上。
35.可选地，所述第一表面区域在所述金属带1宽度方向上的宽度与所述金属带1的宽度相同。通过使第一表面区域在金属带1宽度方向上的宽度与金属带1的宽度相同，可使铝塑膜在铝塑膜熔融工序中更好的熔融覆盖在第一氧化层2上。
36.本技术实施例提供一种电芯，包括封装层和本技术实施例提供的极耳，所述封装层的封口区域与所述金属带1的第一表面区域重合，所述第一表面区域的第一氧化层2上设有保护层5，所述保护层5包括所述封装层的熔融物。
37.具体实现时，在铝塑膜熔融工序中，铝塑膜熔融覆盖在第一氧化层2上，形成上述保护层5。保护层5是极耳上绝缘的部分，它的作用是电池封装时防止金属带1与铝塑膜之间发生短路。通过在极耳的第一氧化层2上设有保护层5，可替代绝缘胶的作用，从而可无需在金属带1上覆盖绝缘胶，这样，通过不在极耳上覆盖绝缘胶，提高了电池的安全性能。
38.本技术实施例提供的极耳的结构和工作原理可以参考上述实施例，在此不再赘述。由于本技术实施例提供的电芯包括本技术实施例提供的极耳，因此具有本技术实施例提供的极耳的全部有益效果。
39.本技术实施例提供一种电池，包括本技术实施例提供的电芯。本技术实施例提供的电芯的结构和工作原理可以参考上述实施例，在此不再赘述。由于本技术实施例提供的电池包括本技术实施例提供的电芯，因此具有本技术实施例提供的电芯的全部有益效果。
40.参见图1、图2和图3，本技术实施例提供一种制作本技术实施例提供的电芯的方法，包括：
41.步骤101，获取金属带1，并对所述金属带1的第一表面区域进行钝化处理，使得所述第一表面区域覆盖有第一氧化层2，所述第一氧化层2包括多个微孔，所述微孔的孔径的取值范围为50纳米至50微米。
42.具体实现时，在极耳为正极极耳的情况下，金属带1的材质可以为铝；在极耳为负极极耳的情况下，极耳的材质可以为镍或者铜镀镍。金属带1的形状不作限定，如，金属带1的形状可以为长方形。
43.步骤102，将所述钝化处理后的金属带1焊接于集流体上；
44.具体实现时，在金属带1的材质为铝情况下，集流体的材质可以为铝；在金属带1的材质为镍或者铜镀镍的情况下，集流体的材质可以为铜。通过将钝化处理后的金属带1直接焊接于集流体上，可以在生产过程中或调试过程中存在极耳断裂或者接头的情况下，可不用单位长度的接头，报废1个单位接头即可，不用刻意调整金属带1的单位长度。
45.步骤103，将焊接于集流体上的金属带1加热至预设温度；
46.参见图4，可以通过预热块3接触或者夹持金属带1的端部，对金属带1加热。预设温度可以根据实际需要确定，可选地，所述预设温度的取值范围为110度至200度。
47.步骤104，通过封头4将封装层的封口区域与所述第一表面区域压合，获得所述电
芯。
48.具体实现时，封装层可以为铝塑膜。封装层包裹卷绕或叠放的极片，并通过封头4将封装层顶部的封口区域与第一表面区域压合，获得电芯。加热后的金属带1对覆盖在其表面的封装层加热，使其熔融，熔融后的封装层覆盖在第一氧化层2表面形成保护层5。封头4可以根据实际情况选用，可选地，所述封头4为平封头。
49.本技术实施例中，获取金属带1，并对所述金属带1的第一表面区域进行钝化处理，使得所述第一表面区域覆盖有第一氧化层2，所述第一氧化层2包括多个微孔，所述微孔的孔径的取值范围为50纳米至50微米，将所述钝化处理后的金属带1焊接于集流体上，将焊接于集流体上的金属带1加热至预设温度，通过封头4将封装层的封口区域与所述第一表面区域压合，获得所述电芯。通过对金属带1的第一表面区域进行钝化处理，并通过封头4将封装层的封口区域与所述第一表面区域压合，获得所述电芯，从而可无需在极耳的金属带1上覆盖绝缘胶，这样，通过不在极耳上覆盖绝缘胶，提高了电池的安全性能。
50.可选地，所述获取金属带1，并对所述金属带1的第一表面区域进行钝化处理之前，所述方法还包括：通过超声技术或者摩擦技术，去除所述金属带1表面的有机物和第二氧化层，所述第二氧化层为所述金属带1在空气中自然形成的氧化层。
51.通过在钝化处理之前去除金属带1表面的有机物和自然形成的第二氧化层，可以在钝化处理时，可以减少金属带1表面的杂质，并使金属带1表面更好的形成第一氧化层2，从而为异质界面提供更多接触点，从而提高粘结强度。在铝塑膜熔融工序中，可使铝塑膜更好的熔融覆盖在第一氧化层2上。
52.可选地，所述通过封头4将封装层的封口区域与所述第一表面区域压合，包括：通过封头4将封装层的封口区域与所述第一表面区域压合，使得在所述封口区域与所述第一表面区域之间形成氢键；在所述封装层熔融在所述金属带1的第一氧化层2表面的情况下，停止压合。
53.具体实现时，通过封头4压合可使封口区域的保护层5即熔融后的铝塑膜与所述第一表面区域的第一氧化层2之间形成氢键，增强第一氧化层2与保护层5之间的粘结强度。
54.下面以一个示例，对本技术实施例提供的电芯的制作方法进行说明。
55.参见图5，正极耳金属带20在最前方经过滚轮21、滚轮22、滚轮23后，到达钝化处理机构24内进行钝化处理及裁切，在超声焊接或激光焊接12与箔材焊接，负极耳金属带14在和正极耳相对位置进入滚轮15、滚轮16、滚轮17，到达负极钝化处理机构18内进行钝化处理及裁切，在超声焊接或激光焊接19与箔材焊接，正负极+隔膜同时进入卷绕卷芯机构6进行卷绕，然后进入检测卷芯状态机构7，铝塑膜冲型膜型机构8，在卷芯入壳机构9中将卷芯放置至膜壳内，在铝塑膜壳翻盖机构10中翻转膜壳位置，在顶封边封装机构11中进行顶封热封装，封装完成后在成品检测机构13进行检测。
56.极耳焊接主要包括，以正极极耳为例，正极耳金属带20在最前方经过滚轮21、滚轮22、滚轮23后(应理解，正极耳金属带20经过的滚轮个数可以为2个，也可以为2个，或者10个，或者n个，n为正整数，n大于2且小于10)，金属带进入钝化处理机构24，短暂停顿(0.1～3s)钝化处理及裁切。正极极耳金属带20与极片箔材通过焊接机构12进行超声或者激光焊接，负极极耳采用同样的方式钝化及裁切、焊接。
57.封装工艺主要包括，极耳的金属带经过预热后可与铝塑膜直接热熔封装，同时利
用铝塑膜pp胶融化溢胶则可以有效防止金属带与铝塑膜之间发生短路。采用本技术实施例提供的电芯制作方法对提升效率也有较大帮助，一方面，如果在生产过程中或调试过程中存在极耳断裂或者接头的情况下，可不用单位长度的接头，只存在报废1个单位接头即可，不用刻意调整极耳金属带单位长度。另一方面，换型时在极耳金属带厚度与宽度相同的情况下不用拆除设备上原有极耳，只需要通过调节极耳裁切长度即可达成换型目的。
58.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。